一种月面地形地貌模拟器制造方法技术

本发明专利技术公开了一种月面地形地貌模拟器制造方法，（1）本发明专利技术提出了根据典型月球表面统计特征随机生成月面地形地貌模拟器等高线图的方法，保证了相关试验的可靠性。（2）本发明专利技术在制造过程中对月面地形地貌模拟器的光学反射特性进行测试，确保所制造的月面地形地貌模拟器对月面相关特性的模拟的精确性，从而保证了相关试验的有效性。（3）本发明专利技术采取先制造，再测量光照反射特性，最后月面地形地貌模拟器稳定后再用三维激光扫描的办法，这样既能保证月面地形地貌模拟器制造的方便性，又能控制月面地形地貌模拟器表面地形的精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，（1）本专利技术提出了根据典型月球表面统计特征随机生成月面地形地貌模拟器等高线图的方法，保证了相关试验的可靠性。（2）本专利技术在制造过程中对月面地形地貌模拟器的光学反射特性进行测试，确保所制造的月面地形地貌模拟器对月面相关特性的模拟的精确性，从而保证了相关试验的有效性。（3）本专利技术采取先制造，再测量光照反射特性，最后月面地形地貌模拟器稳定后再用三维激光扫描的办法，这样既能保证月面地形地貌模拟器制造的方便性，又能控制月面地形地貌模拟器表面地形的精度。【专利说明】
本专利技术涉及一种模拟器制造方法，尤其涉及，属于航天器地面物理试验
，扩展了包括地球模拟器、太阳模拟器等模拟在内的模拟器种类，满足了深空巡视探测的研究需求。
技术介绍
月面地形地貌模拟器用于相关视觉敏感器的试验，它能真实再现月面目标着陆区典型的地形地貌，作为一类科学试验设备，它必需如实反映典型月面的形态及光照反射特性。月面地形地貌模拟器研制方法区别于传统沙盘制造方法。传统沙盘是一种古老又新颖的立体造型艺术，是一类地图产品，通常会采用缩比的形式艺术地模拟再现自然景观，直观表达地形地貌、地物特征和专题信息。由于缩比的原因，传统沙盘对模拟对象的细节通常是忽略的，其造型的示意性大于真实性的要求。传统沙盘主要的作用是用于规划、展示、观赏等，因此通常对沙盘尺寸精度要求不高，只是在制造过程中把握尺寸比例即可满足要求。而月面地形地貌模拟器则必须真实、等比反映月面目标着陆区典型的地形地貌特征，要求微观纹理、色彩微差与月面高度一致，对其光学反射特性和三维地形数据必须有一套可靠的精确测量方法。月面地形地貌模拟器不但在外观与月面高度一致，其测量数据也必须符合月面特性。合格的月面地形地貌模拟器，是视觉试验中环境感知敏感器成像的对象，月面地形地貌模拟器与月面特性符合的程度决定了试验验证环境感知算法的可信性，是月面巡视器探测成败的关键之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题:克服现有技术的不足，提供，制造出的月面地形地貌模拟器保证模拟月球表面的可靠性、有效性和精确性，最终提高了月面巡视器探测的可靠性和安全性。本专利技术的技术解决方案是:，步骤如下:(I)根据月球表面地形统计特征，计算出相应面积内月球着陆区的典型地形地貌特征，典型地形地貌特征包括撞击坑、斜坡、月表岩石的数量和规格，再根据典型地形地貌特征的剖面特征数据，随机生成对应面积的三维地形图；(2)根据随机生成的三维地形图，按照指定的间距，生成等高线图；(3)根据等高线图制造月面地形地貌模拟器整体的底盘和基础地形，并完成基础地形的现场拼接，然后等待月面地形地貌模拟器小样试制结果；(4)根据部分等高线图，试制不同的月面地形地貌模拟器小样，根据分析计算，使用不同的表面材料和工艺手法，试制不同的月面地形地貌模拟器表面，然后对各个月面地形地貌模拟器小样进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，得到合格的月面地形地貌模拟器小样，并记载合格的月面地形地貌模拟器小样的表面材料属性、表面处理工艺数据，从而形成固定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺；(5)利用步骤(4)中确定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺，对月面地形地貌模拟器整体的表面进行处理；(6)对月面地形地貌模拟器整体表面进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，如果测试不合格，则根据步骤(4)中的月面地形地貌模拟器表面工艺，对月面地形地貌模拟器局部进行修改，然后进行步骤(5)，直到月面地形地貌模拟器整体测试合格；(7)对月面地形地貌模拟器整体进行三维激光扫描，得到月面地形地貌模拟器三维地形数据，模拟器制造完成。所述对月面地形地貌模拟器小样进行后向反射特性测试的方法为:太阳模拟器开启后，稳定15分钟后，使太阳模拟器垂直照射在月面地形地貌模拟器小样上，太阳电池从不同角度面向被照射的月面地形地貌模拟器小样，并使用数字万用表对不同角度下太阳电池的输出进行测量，最后，对不同角度下所获得的太阳电池的输出电流分析，得到月面地形地貌模拟器小样的后向反射特性。所述对月面地形地貌模拟器小样进行反照率测试的方法为:在晴朗室外太阳光照下，使用反照率测量仪对月面地形地貌模拟器小样的反照率进行直接测量，反照率测量仪有两个表头，表头I面对太阳，其电压表征太阳辐照强度；表头2面对月面地形地貌模拟器小样的漫反射光，其电压表征模拟器小样的反射强度，表头2电压值与表头I电压值之比即为模拟器小样的反照率。本专利技术与现有技术相比的有益效果是:(I)本专利技术提出了根据典型月球表面统计特征随机生成月面地形地貌模拟器等高线图的方法，根据现有的月球表面统计数据，经过计算得到相应月面地形地貌模拟器面积内的对应地形特征的规格、数量及剖面特征，然后随机生成对应面积上的等高线图，从而使得月面地形地貌模拟器的地形特征与目标着陆区的地形特征相一致，以此月面地形地貌模拟器为目标的相关试验具有了与月面环境一致性的前提，从而保证了相关试验的可靠性。(2)月面地形地貌模拟器作为一种科学试验的目标设备，对于其光学反射特性，需要有定性、定量的测量方法，本专利技术在制造过程中对月面地形地貌模拟器的光学反射特性进行测试，包括成像测试、后向反照特性测试以及反照率测试，这样可以确保所制造的月面地形地貌模拟器对月面相关特性的模拟的精确性，从而保证了相关试验的有效性。(3)月面地形地貌模拟器，要保证其表面的粗糙质感、纹理特征、色彩微差与月球表面相一致，就需要以较随机的喷涂、抛洒等工艺手法来制造，这样制造出来的月面地形地貌模拟器和基础地形制造时所依据的等高线图就会有数厘米的误差。为了解决月面地形地貌模拟器表面随机制造与月面地形地貌模拟器表面地形精度的矛盾，本专利技术采取先制造，再测量光照反射特性，最后月面地形地貌模拟器稳定后再用三维激光扫描的办法，这样既能保证月面地形地貌模拟器制造的方便性，又能控制月面地形地貌模拟器表面地形的精度。总之，本专利技术的月面地形地貌模拟器制造方法，可以保证月面地形地貌模拟器模拟月球表面的可靠性、有效性和精确性。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术模拟器的制造流程图；图2为月面地形地貌模拟器上环形坑的随机分布图；图3为月面地形地貌模拟器上石块的随机分布图；图4为根据环形坑和石块的分布得到的等高线图；图5为对月面地形地貌模拟器小样局部成像测试图；图6为对月面地形地貌模拟器小样进行后向反射特性的测试原理图；图7为对月面地形地貌模拟器小样进行反照率的测试原理图；图8为对月面地形地貌模拟器三维激光扫描后得到的局部的三维地形图。【具体实施方式】(I)本专利技术提出了根据典型月球表面统计特征随机生成月面地形地貌模拟器等高线图的方法，根据现有的月球表面统计数据，经过计算得到相应月面地形地貌模拟器面积内的对应地形特征的规格、数量及剖面特征，然后随机生成对应面积上的等高线图，从而使得月面地形地貌模拟器的地形特征与目标着陆区的地形特征相一致，以此月面地形地貌模拟器为目标的相关试验具有了与月面环境一致性的前提，从而使得保证了相关试验的可靠性。(2)月面地形地貌模拟器作为一种科学试验的目标设备，对于其光学反射特性，需要有定性、定量的测量方法，本专利技术在制造过程中对月面地形地貌模拟器的光学反射特性进行测试，包括成像测试、后向反照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种月面地形地貌模拟器制造方法，其特征在于步骤如下：（1）根据月球表面地形统计特征，计算出相应面积内月球着陆区的典型地形地貌特征，典型地形地貌特征包括撞击坑、斜坡、月表岩石的数量和规格，再根据典型地形地貌特征的剖面特征数据，随机生成对应面积的三维地形图；（2）根据随机生成的三维地形图，按照指定的间距，生成等高线图；（3）根据等高线图制造月面地形地貌模拟器整体的底盘和基础地形，并完成基础地形的现场拼接，然后等待月面地形地貌模拟器小样试制结果；（4）根据部分等高线图，试制不同的月面地形地貌模拟器小样，根据分析计算，使用不同的表面材料和工艺手法，试制不同的月面地形地貌模拟器表面，然后对各个月面地形地貌模拟器小样进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，得到合格的月面地形地貌模拟器小样，并记载合格的月面地形地貌模拟器小样的表面材料属性、表面处理工艺数据，从而形成固定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺；（5）利用步骤（4）中确定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺，对月面地形地貌模拟器整体的表面进行处理；（6）对月面地形地貌模拟器整体表面进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，如果测试不合格，则根据步骤（4）中的月面地形地貌模拟器表面工艺，对月面地形地貌模拟器局部进行修改，然后进行步骤（5），直到月面地形地貌模拟器整体测试合格；（7）对月面地形地貌模拟器整体进行三维激光扫描，得到月面地形地貌模拟器三维地形数据，模拟器制造完成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永，邢琰，毛晓艳，王大轶，徐希悦，何英姿，陈建新，何健，刘云，刘祥，滕宝毅，梁枫，谭顺栓，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11